JPH03204914A

JPH03204914A - 単巻変圧器

Info

Publication number: JPH03204914A
Application number: JP2124086A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Ebisawa; 海老沢　義人; Toshiyuki Yanari; 矢成　敏行
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1991-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は単位変圧器を複数台並列接続して単相変圧器を
構成する単巻変圧器に係り、特にり−ト接続のための専
用ダクトの使用を必要最小限に保ち、リード絶縁の信頼
性を高める工夫をした単巻変圧器に関する。

（従来の技術）一般に変圧器などの静止電気機器においては高電圧・大
容量化の傾向を示し、重量・容積の面でも増加傾向を示
している。しかし今日の日本の輸送条件を考えると鉄道
輸送制限・道路の輸送制限になかなかきびしいものがあ
り、そこで従来より３相変圧器を単相づつ３台製作して
、それぞれ別々に輸送する分割輸送の考え方が生まれて
いる。

一方、このような状況の中で現在さらにＵＨＶ送電の計
画が進められている。ＵＨＶ送電は送電々圧１１００Ｋ
Ｖ　（線間電気）程度が考えられており、変電所におけ
る変圧器の容量も１バンク当り２０００ＭＶＡ〜３００
０Ｍ　Ｖ　Ａが計画されている。このような変電所も様
々な条件から立地条件が現在の５００ＫＶ送電用変電所
以上にきびしいものがあり、現在以上に山間地となるこ
とが考えられる。従って変圧器も従来のように分割輸送
せざるを得ない。

しかし、ＵＨＶ変圧器は１バンク当り５００ＫＶ変圧器
に比べ電圧・容量共に２倍程度となっているので従来並
の分割輸送においては現在輸送条件内で製作することは
困難である。輸送条件内で輸送するためにどうしても変
圧器の分割を単相づつ３台に分けるに留まらず、さらに
その単相変圧器を２分割・３分割して単位変圧器に分割
する必要がある。そして現地へ分割輸送後、分割された
単位変圧器を並列接続して単相分の変圧器を構成するこ
とになる。

第１図は単位変圧器３台を並列接続して単相容量を重器
の３倍とする場合の従来の単相変圧器を示している。鉄
心１９巻線２．タンク３及び絶縁油４で構成された単位
変圧器３台が各タンク３から立ち上げられた専用のリー
ドダクト５の中の高圧リート６によって二次側高圧リー
ドを並列接続してブッシング７に接続されている。二次
側低圧リード及び−次側のリードもタンク３外部に引出
され気中に取付けられた導電バーを介して並列接続され
ているが、比較的電圧の低いリートに関しては二次側高
圧リードのように専用のリードダクトを必要としない場
合が多いので、第１図においては比較的電圧の低いリー
ドを並列接続する構成は図示を省略している。第２図は
単位変圧器を３台並列接続する場合の従来の他の変圧器
を示している。鉄心１１巻線２．タンク３及び絶縁油４
によって構成された単位変圧器３台を、各タンク３の対
向する側面に穴をあけてリードダクト５を連結し、この
リードダクト５内に収納した高圧り−ド６で、各単位変
圧器の二次側高圧リードを並列接続したものである。

（発明が解決しようとする課題）ところで第１図のリードダクト５を各タンク３から立ち
上げてリード接続を行う場合も第２図の各タンク３の側
面に取り付けたリードダクト５を通してリード接続を行
う場合にも二次側電圧リード６を大地電位の近傍で相当
長い距離通す必要があり、二次側高圧リード６の絶縁上
の安定性および信頼性という大きな問題をかがえること
になる。

また二次側高圧リート６をリードダクト５の中を通す場
合には、二次側高圧リード６を支えるため、第３図に示
すようにリード支持物８を設け、これによって二次側高
圧リード６をリードダクト５に固定する構造をとらなけ
ればならない。このようなリード支持構造も絶縁上の安
定性という意味で大きな弱点となっている。すなわちリ
ード支持物８は二次側高圧リード６と大地電位部分を直
接結ぶことになり、リード支持物８の沿面方向に高電界
を許してしまい絶縁的に弱い部分を与えてしまっている
ことになる。このような絶縁的に弱点となる部分が多く
なればなる程、絶縁耐圧は下がることになる。従来これ
らの弱点を解決するためには、第１図のような変圧器の
場合はリードダクト５の径をある程度大きく保ち、また
第２図のような変圧器の場合は二次側高圧リード６と対
タンク３、対鉄心１の距離を十分に保つ方法をとってい
た。しかしこれらの方法をとることはリードダクト５の
径を大きくしたり、タンク３の寸法を大きくし、また多
量の絶縁油を必要とするので不経済であった。

ＵＨＶ変圧器においても上述のような構成を採用しよう
とすると、電圧自体従来の送電最高電圧の優に２倍の電
圧となるため、相当大きな絶縁寸法を必要とする。また
、単位変圧器を並列接続する作業自体現地で行わざるを
得す、信頼性という意味で弱点をまた１つ加えることに
なる。

本発明は上記従来技術のもつ欠点を除去するためになさ
れたもので、複数台の単位変圧器のリードを並列接続し
て単相変圧器を構成しても絶縁的に信頼性が高く、また
小形化できる経済的な単巻変圧器を得ることを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は以上の目的を達成するために、上、下振分け巻
きの高圧巻線を有する単巻変圧器において鉄心及び巻線
をタンク内に収納した単位変圧器をｎ台（ｎ≧２の整数
）並置し、第１．または第１から第（ｎ−１）の単位変
圧器の中圧巻線の低圧側リードを第ｎまたは第２から第
ｎまでの各単位変圧器鉄心の一方の最外側窓内を貫通さ
せ、残りのリードを第ｎ、または第２から第ｎまでの各
単位変圧器の鉄心の他方の最外側窓内を貫通させて第ｎ
の単位変圧器の巻線から引き出されたリードと並列接続
したことを特徴とする。

（作用）このようにすると２台の単位変圧器の各二次巻線をＮタ
ーンとして並列接続しても、鉄心窓内を通過するリード
によって鉄心内の磁束密度を乱すことなく、いたずらに
鉄損を増すことがない。

また、高圧リードを通すための特別なリードダクトも最
小限の寸法にすることができるので、絶縁的にも信頼性
を増すことができる。

（実施例）以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。なお、複数台の単位変圧器のリードを並列接続する場
合、絶縁的に問題となるのは二次側（高圧側）のリード
であり、比較的電圧が低く、特に大きな絶縁寸法を必要
としない一次側（低圧側）リードは従来の接続構造によ
っても絶縁的に問題を生じることはないので、以下の実
施例においては二次側リードの接続を中心に説明する。

第４図は低圧巻線１０、中圧巻、１！１１、高圧巻線１
２からなる単巻変圧器の結線を示し、また第５図は第４
図に示した単巻変圧器の巻線配置を示している。単位変
圧器Ｈの巻線から引出されたリード１．３．１４．１５
．１６．１７が単位変圧器Ｇ（７１鉄心２ｏ）異なる鉄
心最外側窓内を通過する際の各リードに誘起される電圧
と、各リード１３乃至１７を流れる電流によって生じる
磁束について考えてみる。まず、誘起電圧について考え
てみると、単位変圧器Ｇの鉄心２０の図示右側の鉄心窓
内には上方からＵ、り一ド１３．　ｕ２リード１６．Ｕ
リード１５．　ｕ、リード】７が配置されており、この
うち、ｕ２リード１６．Ｕリード１５とＵ、リード１７
については高圧巻線１２に対して、Ｕリード１５とｕ２
リード１６．　ｕ３リード１７が相反する方向に同電位
を誘起するため、見かけ上打ち消し合って、電気的な影
響を受けることがない。しかし、残りのＵエリート１３
と図示左側の鉄心窓内に配置されたＶリート１４につい
ては、等価的に単位変圧器Ｇの巻線を、１ターンするこ
とになり、単位変圧器Ｈの中圧巻線に対して、１タ一ン
分の電圧差を与えることになる。

このように、２台の単位変圧器を並列するときに電圧差
や循環電流の問題を生じるが、ここで考えている変圧器
は二次巻線電圧が１０００／Ｖ３　Ｋ　Ｖ程度のＵＨＶ
変圧器であり、二次巻線の巻回数としても１０００ター
ン以上を考えているので、二次巻線の巻回数を１０００
ターンと仮定すれば、単位変圧器Ａと単位変圧器Ｂの二
次電圧の差は定格電圧の０．１％となり、測定誤差の領
域となってしまう。

また、循環電流について考えてみると、単位変圧器Ａと
単位変圧器Ｂの二次巻線は並列接続されるので、両単位
変圧器Ａ、Ｂの二次巻線の電圧差を電源として、両二次
巻線を直列に接続した電気回路を構成し、循環電流が流
れるが、両単位変圧器Ａ、Ｂの二次巻線の自己インダク
タンスが非常に大きいため、この循環電流は１アンペア
以下のきわめて小さな値となり、他に悪影響を与えるこ
とはない。このため、２台の単位変圧器Ａ、Ｂの各二次
巻線をＮターンとして並列接続しても、鉄心窓内を通過
するリードによって鉄心内の磁束密度を乱すことなく、
いたずらに鉄損を増すことがない。また、高圧リードを
通すための特別なリードダクトも最小限の寸法にするこ
とができるので、絶縁的にも信頼性を増すことができる
。

第５図において、鉄心２０に内側から低圧巻線１０（端
子ａ＋ｂ）ｙ中圧巻線１１（端子Ｕに口出されるｑエリ
ート１３．端子Ｖに口出されるＶリード１４）。

高圧巻線１２（＠子Ｕに口出されるＵリード１５．端子
ｕ　＃：　Ｂ出されルｕ２１Ｊ−ド１６．　Ｌｌａ　＋
Ｊ　　ｈ　１７）　’７）’ｇＡに巻かれており、その
うち高圧巻線１２は巻方向の異なる巻線を上下に配置し
て互いに並列接続する巻き方いわゆる上下振り分巻きで
巻かれている。

第６図は第５図に示した単位変圧器を本発明に従って、
２台並列接続した場合の接続手段を説明するための図で
、一方の単位変圧器の高圧巻線１２゜中圧巻ｌ５１１か
ら引出されたり一ド１３乃至１７が、中圧巻Ｉ！１１の
低圧側リード１４と他のリード１３．１５゜１６、１７
とに分かれて他方の単位変圧器Ｇの鉄心２０の異なる鉄
心最外側窓内を通過している状態を示している。また各
リート１３乃至１７に示されている記号はある一瞬の電
流の流れる向きを示している。

ここで説明の便宜上リードが鉄心窓内を通過している単
位変圧器をＧとし、もう一方の単位変圧器をＨ（図示せ
ず）として区別する。

なお、第６図の場合、Ｕエリート１３．　ｕ２リード１
６゜Ｕ、リード１７は同電位であるため、これらを１本
のリードにまとめて鉄心窓内を横切ることが可能である
。

また、前記実施例では２台の単位変圧器をリード接続し
て単相の単巻変圧器を構成する場合を示したが、これを
更に３分割、４分割として単位変圧器に分割するように
してもよい。

〔発明の効果〕以上、説明したように本発明によれば鉄心に内側から低
圧巻線、中圧巻線、巻方向の異る巻線を上、下に配置し
て互いに並列接続する上、下振り分け巻きの高圧巻線を
順次巻回し、この鉄心及び巻線をタンク内に収納した単
位変圧器をｎ台（ｎ≧２の整数）並置し、第１、または
第１から第（ｎ　−１）の単位変圧器の中圧巻線の低圧
側リードを第ｎまたは第２から第ｎまでの各単位変圧器
鉄心の一方の最外側窓内を貫通させ、残りのリードを第
ｎ、または第２から第ｎまでの各単位変圧器の鉄心の他
方の最外側窓内を貫通させて第ｎの単位変圧器の巻線か
ら引き出されたリードと、並列接続するようにしたので
複数台の単位変圧器のリードを並列接続して単相変圧器
を構成しても絶縁性に信頼が高く、また小形化できる経
済的な単巻変圧器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器を示す正面断面図、第２図は従来
の他の変圧器を示す正面断面図、第３図はリードダクト
内におけるリード支持構造を示す断面図、第４図は単巻
変圧器の結線図、第５図は単巻変圧器の巻線配置を示す
図、第６図は本発明の一実施例を示す断面図である。１．２０・・・鉄心　　　　２・・・巻線３・・・タン
ク５・・リードダクト１１・・中圧巻線１３・・Ｕ、リード１６・・・中圧ｕ２リード４・・・絶縁油１０・・・低圧巻線１２・・・高圧巻線１５・・・高圧Ｕリード１７・・・中圧Ｕ、リード

Claims

【特許請求の範囲】

　鉄心に内側から低圧巻線、中圧巻線、巻方向の異る巻
線を上、下に配置して互いに並列接続する上、下振り分
け巻きの高圧巻線を順次巻回し、この鉄心及び巻線をタ
ンク内に収納した単位変圧器をｎ台（ｎ≧２の整数）並
置し、第１、または第１から第（ｎ−１）の単位変圧器
の中圧巻線の低圧側リードを第ｎまたは第２から第ｎま
での各単位変圧器鉄心の一方の最外側窓内を貫通させ、
残りのリードを第ｎ、または第２から第ｎまでの各単位
変圧器の鉄心の他方の最外側窓内を貫通させて第ｎの単
位変圧器の巻線から引き出されたリードと並列接続した
ことを特徴とする単巻変圧器。